автореферат диссертации по транспорту, 05.22.19, диссертация на тему:Лазерные створы для безопасности судоходства на сложных участках водных путей

МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ МОСКОВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ ВОДНОГО ТРАНСПОРТА

На правах рукописи

оа

• J "ПО 1X3 АЛЕКСАНДРОВА НАТАЛЬЯ ВЛАДИМИРОВНА

ЛАЗЕРНЫЕ СТВОРЫ ДЛЯ БЕЗОПАСНОСТИ СУДОХОДСТВА НА СЛОЖНЫХ УЧАСТКАХ ВОДНЫХ

ПУТЕЙ

Специальность 05.22.19 - Эксплуатация водного транспорта

Автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

Москва 2000

/

Работа выполнена в Московской государственной академии водного транспорта.

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор Савельев В.Г.

Научный консультант:

кандидат технических наук, доцент Зайцев А.М.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Адерихин И.В.

кандидат технических наук, доцент, старший научный сотрудник Голубовский О.М.

Ведущая организация:

Федеральное государственное унитарное предприятие "Канал им. Москвы"

Защита диссертации состоится 7 июня 2000 г. в 15— часов на заседании диссертационного совета Д 116.04.01 при Московской государственной академии водного транспорта по адресу: 115407, г. Москва, ул. Судостроительная, д. 46.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МГАВТ. Автореферат разослан " " мая 2000 г.

Учёный секретарь диссертационного совета кандидат технических наук, доцент > Миронов Ю.М.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы.

Водный транспорт является одним из важнейших элементов Единой транспортной системы России. Повышение эффективности и безопасности эксплуатации водных путей - первостепенная государственная задача. Особенно в сегодняшних условиях, когда становится возможной организация международных транспортных коридоров через территорию РФ и её территориальные воды.

В связи с этим появляется острая необходимость оборудования опасных участков судоходства, где требуется высокая точность и надёжность проводки судов, современными устройствами навигации.

Существующие традиционные навигационные средства не всегда удовлетворяют предъявленным требованиям в стеснённых условиях плавания. Использование лазеров для целей навигации позволяет успешно осуществлять проводку судов в данных условиях. Такие особенности лазерного излучения, как: резкое отличие лазерного огня от других; высокая направленность луча; сохранение контраста между яркостью прямого излучения и фоном рассеянного излучения на больших расстояниях, -обусловливают перспективность создания лазерных навигационных средств.

Следует отметить потенциально опасные ситуации, где применение лазерных навигационных систем особенно эффективно: проводка судов по каналам, по узким фарватерам, под мостами, при подходах к портам, в том числе при пониженной прозрачности атмосферы, наличии фона береговых огней, застроенности береговой зоны. Особенно необходимо оснащение таким навигационным оборудованием ответственных участков и портов вдоль Северного морского пути в связи с интенсификацией судоходства по арктическим морям в условиях полярной ночи и возможной эксплуатацией этого пути (как альтернативного имеющемуся) для транспортировки грузов из Азии и Америки в Европу.

Важно отметить, что лазерные системы могут обеспечить не только визуальное восприятие судоводителем навигационных огней, но и полуавтоматическое (инструментальное), или даже автоматическое управление судном (сигналы регистрирует фотоприёмное- устройство и выдаёт информацию о положении судна или передаёт их на авторулевой). При этом возможно использование инфракрасного, невидимого глазом, излучения. В настоящее время среди лазерных навигационных систем более всего могут найти применение лазерные створы (ЛС), предназначенные для указания направления и границ судового хода.

Разработки в данной области ведутся в мире, начиная с 60-х годов.

Однако, как показал анализ имеющихся патентных и других печатных материалов, разработанные системы обладают рядом достаточно существенных недостатков, что препятствует их применению в реальных условиях судоходства. Это в первую очередь использование только сетевого электропитания. А также: сложность технических решений, невысокая стабильность характеристик, высокое энергопотребление, значительные габариты и др.

Начиная с 1981 года, в МГАВТ ведутся исследования и разработки по созданию лазерных створов на основе двух маяков, синхронно сканирующих навстречу друг другу. В результате работ был создан первый в стране опытный промышленный образец лазерного створа "Анемон".

Однако в условиях постоянного совершенствования элементной базы (появление новых современных типов лазеров, других комплектующих и т.д.) и возрастающих требований к характеристикам навигационных приборов, "Анемон" нуждался в коренной модернизации. Требовалось разработать на его базе принципиально иной прибор с оптимальными характеристиками, способный работать в режиме автономного питания.

Цель работы.

Целью настоящей диссертационной работы является исследование путей создания и разработка визуальных и инструментальных лазерных створов (второе поколение ЛС типа "Анемон"), способных работать в автономном режиме, для обеспечения точности и надёжности проводки судов на сложных участках водных путей.

Для достижения поставленной цели требовалось решить следующие задачи:

- проанализировать современное состояние и уровень развития лазерных створов;

- провести расчётный сравнительный анализ лазерных и традиционных створов по основным характеристикам;

- исследовать возможности использования твердотельных и полупроводниковых лазеров для целей навигации;

- проанализировать и выбрать оптимальные схемы и элементную базу ЛС, рассчитать основные параметры и характеристики ЛС;

- исследовать и определить режимы работы блоков ЛС;

- разработать макеты визуального и инструментального лазерных створов;

- экспериментально исследовать макеты визуального и инструментального лазерных створов;

ь оценить перспективы применения ЛС.

Методы исследования.

В работе использовались теоретические и экспериментальные методы исследования. Теоретические методы базировались на основе квантовой теории излучения, теории рассеяния света, статистической физики. Экспериментальные методы основывались на обработке данных, полученных в ходе лабораторных и натурных испытаний.

Достоверность и обоснованность научных положений, выводов, рекомендаций, изложенных в диссертации, обеспечены комплексным характером работы (аналитические, теоретические и экспериментальные исследования), а также сопоставлением и подтверждением теоретических расчётов и результатов, полученных в ходе экспериментов.

Научная новизна работы.

1. Исследована возможность использования твердотельных и полупроводниковых лазеров для целей навигации.

2. Теоретически обоснован выбор оптимальных основных схем и элементов лазерных створов.

3. Разработаны макеты визуального и инструментального лазерных створов с автономным питанием.

4. Экспериментально исследованы основные характеристики лазерных створов с автономным питанием.

На защиту выносятся:

• Результаты сравнительного анализа лазерных и традиционных створов.

• Результаты расчёта основных параметров и характеристик ЛС.

• Результаты выбора оптимальных схем и элементов ЛС с автономным питанием.

• Результаты разработки макетов ЛС с автономным питанием.

• Результаты экспериментального исследования основных характеристик ЛС с автономным питанием.

Практическая ценность и реализация результатов работы.

Практическая ценность работы состоит в следующем:

- разработаны ЛС новой конструкции с использованием современной элементной базы с автономным питанием, обеспечивающие повышение безопасности проводки судов;

- оценены перспективы применения ЛС.

Диссертация выполнялась в соответствии с планами основных научных работ МГАВТ, являлась составной частью НИОКР, включённой в президентскую федеральную целевую программу "Внутренние водные пути России". Её результаты вошли в два отчёта по научно-исследовательским

темам, в которых автор являлся соисполнителем.

Разработанные варианты схем ЛС могут быть использованы для создания серийных навигационных систем, как для водного, так и для других видов транспорта.

Созданный по результатам работы экспериментальный образец визуального ЛС получил положительную оценку судоводителей и специалистов. Он рекомендован для дальнейших испытаний с целью последующего оснащения сложных участков водных путей.

Результаты работы могут использоваться Службой речного флота, Государственными бассейновыми управлениями водных путей и судоходства, морскими службами для повышения эффективности и безопасности судоходства.

Апробация работы.

Основные результаты докладывались на международном симпозиуме "Транстек-96" (С.-Петербург, 1996 г.), на ежегодных научно-технических конференциях МГАВТ (1995-1999г.г.). Образец лазерного створа был представлен на международной выставке "Промтранс-2000" (Москва, 2000 г.), на которой почётным дипломом была отмечена экспозиция МГАВТ.

Материалы диссертации используются в курсах "Общей физики", "Концепции современного естествознания" в МГАВТ, на кафедре "Судовождения и судоходных сооружений".

Публикации.

Материалы диссертации опубликованы в пяти печатных работах.

Структура и объём диссертации.

Диссертация состоит из введения, четырёх глав, заключения, списка использованных источников, приложения. Работа изложена на 140 страницах, содержит 30 рисунков, 10 таблиц. Список использованных источников включает 97 наименований отечественных и зарубежных источников.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснованы актуальность и значимость темы диссертационной работы, поставлены цели и задачи исследования.

В первой главе рассмотрены вопросы безопасности судоходства в стеснённых условиях плавания.

Рассмотрены и проанализированы примеры аварийных ситуаций на внутренних водных путях за несколько лет на основе данных Главной инспекции по безопасности судоходства.

В результате проведённого анализа сделан следующий вывод. В современных условиях возрастают требования к точности, заметности,

надёжности навигационных устройств. Имеющееся оборудование не всегда соответствует данным требованиям, что может привести к авариям. Возникает потребность в разработке новых современных приборов. Одним из способов повышения безопасности плавания может стать оборудование опасных участков лазерными створами, наиболее полно отвечающими настоящим условиям.

В связи с этим в работе проведён расчётный сравнительный анализ лазерных и традиционных створов. В качестве основных характеристик для сравнения приняты дальность видимости в ночное, сумеречное и дневное время; точность проводки; надёжность действия; энергопотребление.

Сравнивались линейные и щелевые створы, лазерный створ на основе двух сканирующих маяков "Анемон" и разработанный лазерный створ с условным названием "Анемон-2" (длина волны 645 нм, мощность излучения 3 мВт, расходимость лазерного излучения 2,4').

Дальность видимости проблесковых огней лазерного створа со сканирующими лучами Ь, км определяется по формуле:

О * (Хв * 9*Ог

Ь2 * х "ь = Рл: [л/4 * Рпор *_*(1+_)], (1)

Тг ар * Тг

где х- коэффициент пропускания атмосферы на 1 км, км"1; Рл -мощность излучения лазера, Вт; Рпор - пороговая плотность облучения для постоянного огня, Вт; 8 - время инерции глаза, с; оц - угол вертикального сканирования, угл. мин.; аг-угол горизонтального сканирования, угл. мин.; Тг - время горизонтального сканирования, с; ар - расходимость лазерного излучения, угл. мин..

Результаты расчётов дальности видимости для ЛС "Анемон-2" при коэффициентах пропускания атмосферы х =0,7 и х =0,84 и параметрах сканирования ав = 60', аг = 240', Тг = 1 с представлены в таблице 1.

Дальность видимости огней лазерных створов. Таблица 1.

Коэффициент пропускания атмосферы х, км"1. Дальность видимости огней лазеров Ь, км.

Ночь Сумерки День

0,7 12,5 10,6 6,5

0,84 14,2 12,0 7,9

Составлены номограммы для определения дальности видимости лазерных огней при различной яркости фона. На рисунке 1 приведена номограмма для ЛС "Анемон-2"для ночных условий.

Номограмма для определения дальности видимости лазерных огней ночью.

дальшсть видимости, км 1 3 5 7 9 11 13

Рисунок 2.

Анализ показал, что дальность действия лазерных створов превышает дальность действия традиционных, особенно в сумеречное и ночное время. Причём лазерные огни могут уверенно наблюдаться на расстояниях, больших метеорологической дальности видимости.

Также выполнен расчёт силы света тепловых источников света, эквивалентных лазерным по дальности действия. Результаты приведены в таблице 2.

Сила света эквивалентных тепловых источников. Таблица 2.

Характер огня теплового источника Сила света эквивалентных тепловых источников I, кд.

Ночь Сумерки День

Постоянный 210 921 6968

Проблесковый 280 1184 8988

Такуго силу света обеспечивают в основном лишь маячные аппараты. При этом потребляемая ими энергия значительно больше, чем у ЛС "Анемон-2" (потребляемая мощность не более 5 Вт, напряжение 12 В).

Отмечено, что по надёжности, характеризуемой сроком службы, традиционные и лазерные створы можно считать практически равноценными.

Также рассчитано допустимое боковое уклонение, при превышении которого обнаруживается смещение корабля со створа. Для лазерных створов на основе сканирующих маяков допустимое боковое уклонение р,м равно:

р = 8,7 * Ь * а,- * \'г * 0, (2)

где Ь - дистанция наблюдения, км; аг - угол горизонтального сканирования, град.; \'г - частота горизонтального сканирования, Гц; 9 - время инерции глаза, с.

Допустимое боковое уклонение вычислено для ЛС при параметрах сканирования а,. = 1°, уг= 1 Гц, 0 = 0,1 с. Результаты приведены в таблице 3.

Допустимое боковое уклонение. Таблица 3.

Дистанция наблюдения Ь, км. 1 2 3 5 10 15 20

Допустимое боковое уклонение р, м 0,9 1,7 2,6 4,4 8,7 13,0 17,4

Следовательно, лазерные створы обеспечивают чрезвычайно большую чувствительность. Подобная чувствительность у других типов створов, особенно на больших дистанциях, практически недостижима.

Отмечено, что аппаратура управления работой лазерных створов позволяет регулировать чувствительность и дальность видимости путём изменения параметров сканирования.

Рассчитан разнос знаков линейных и щелевых створов, обеспечивающий заданное боковое уклонение при различных протяжённостях застворенных участков, и соответствующие им высоты передних и задних знаков. На больших дистанциях наблюдения эти параметры очень велики. Следовательно, использование лазерного створа целесообразно, если невозможно разнести знаки на необходимое расстояние или установить столь высокие конструкции.

Проведён всесторонний анализ современного состояния и уровня развития лазерных навигационных створных систем на основе патентного и литературного поиска. Отмечено, что при разработке ЛС учтены и устранены

некоторые недостатки, характерные для уже созданных лазерных створов.

Во второй главе изложены сделанные расчёты и материалы проектирования лазерного створа типа "Анемон" второго поколения.

Прежде всего сформулированы основные требования, предъявляемые к визуальным и инструментальным ЛС. На основе перечисленных выше требований определены принципы построения разработанных систем, выбраны оптимальные схемы и элементная база.

В результате проведённых исследований был определён следующий принцип действия лазерного створа, как наиболее отвечающий предъявляемым к ЛС требованиям. Лазерный створ обозначает курс судна двумя синхронно сканирующими навстречу друг другу в азимутальных направлениях лучами лазерных модулей, на которые поступают командные сигналы от единого блока управления. Лучи воспринимаются судоводителем как проблески огня. Степень отклонения от оси ЛС характеризуется временным интервалом между проблесками. При нахождении на оси ЛС проблески наблюдаются одновременно, при уклонении влево или вправо первым наблюдается соответственно левый или правый проблеск, создаётся эффект "бегущего огня".

Для реализации данного принципа действия ЛС предложено использовать следующую структурную схему визуального лазерного створа. Каждый лазерный луч сканирует в горизонтальном и вертикальном направлениях. Согласованное управление сканированием осуществляется устройством управления. Электропитание производится от блока питания. Для установки и настройки створа используется устройство наведения. Такая схема отличается надёжностью и простотой технического решения.

Предложена схема построения ИЛС на основе лазерных сканирующих маяков и одноканального фотоприёмного устройства (ФПУ). В этом случае сигналы лазерных маяков различаются по частоте модуляции.

ИЛС состоит из двух частей: передающей и приёмной (рисунок 3). В состав передающей части входят два лазерных сканирующих маяка, излучение каждого из которых модулируется по определённой частоте, и блок модуляции. На борту движущегося объекта находится приёмная часть, которая принимает, распознаёт сигналы каждого маяка в отдельности и отличает их от посторонних паразитных световых сигналов; измеряет время задержки между ними и определяет их очерёдность; отображает знак и величину уклонения движущихся объектов от заданной траектории движения. В приёмную часть входят фотоприёмное устройство, на которое поступает сигнал с оптической антенны, блок питания, селективные усилители, формирователи и блок коммутации и информации.

Структурная схема инструментального лазерного створа.

V

1

2

7 "

/ \

8

■Л

9 11

13

10 12

14

Передающая часть:

1,2. Лазеры.

3. Блок сканирования.

4,5. Блоки питания и модуляции.

Приёмная часть: 6. Оптическая антенна. 7. ФПУ. 8. Блок питания. 9, 10. Селективные усилители частоты лазеров. 11, 12. Формирователи. 13. Система

коммутации. 14. Блок индикации. Рисунок 3.

Такая система наиболее предпочтительна в эксплуатации, так как обладает высокой помехозащищённостью.

Исследована возможность использования твердотельных и полупроводниковых лазеров для целей навигации. Анализ показал, что такие лазеры предпочтительнее применяемых ранее газовых. Особенно велико их преимущество по габаритам, потребляемой мощности и стоимости, питание может осуществляться от батарей.

Однако данные типы лазеров работают в импульсном режиме. Показано, что необходимая частота следования импульсов \'„„1Ъ Гц определяется по формуле:

Упш» = 10 * аг/оср * Тг, где (3)

аг - угол горизонтального сканирования, угл. мин.; ар - расходимость лазерного излучения, угл. мин.; Тг - время горизонтального сканирования, с.

Для ЛС "Анемон-2" частота следования импульсов должна быть не

мснсе 10ОО Гц.

Для выяснения принципиальных возможностей и исследования разных цветовых вариантов лазерных створов (одно- и двухцветных) в результате проведённого анализа промышленных образцов лазеров были выбраны лазеры с различными длинами волн: 1) зелёный (?*=532 нм), 2) красный (>_~675 нм), 3) красный (Х,=645 нм). Данные лазеры обладают оптимальными характеристиками с учётом обеспечения максимальной дальности действия при безопасности для судоводителей и минимальном энергопотреблении. Отдельные характеристики перечисленных лазеров существенно превосходят имеющиеся аналоги, используемые ранее в ЛС. Так потребляемая мощность лазеров составляет соответственно: 1) 1,8 Вт, 2) 1,5 Вт, 3) 0,15 Вт, при напряжении питания у первых двух 6 В, у третьего 3 В. Последний образец наиболее перспективен для использования.

Для сканирования лазерного луча после анализа имеющихся устройств выбраны пьезоэлектрические дефлекторы, осуществляющие двумерное движение луча. Их отличает надёжность, стабильность характеристик, компактность, простота изменения частоты и амплитуды сканирования. Они полностью обеспечивают все допустимые параметры сканирования. Использовались пьезодефлекторы "ПД-1" со следующими характеристиками:

максимальный угол отклонения по каждой оси ±5°; управляющие напряжения ±250 В, рабочая частота 0-250 Гц.

Для данного ЛС рассчитаны его основные параметры: угол и время горизонтального сканирования; расстояние между маяками; дистанция минимального удаления судна от створа; угол вертикального сканирования (при различной высоте рубок судов).

В диапазоне дальностей действия лазерного створа от 5 до 15 км, при ширине судового хода до 500 м угол сканирования по горизонтали не должен превышать 5°. Время горизонтального сканирования (для обеспечения угловой ширины зоны точного нахождения на оси створа 5-10 угловых минут) составляет 0,6-1,2 с. При дистанциях, меньших 15 км, расстояние между маяками может не превышать 15 м. Минимальное удаление судна при этом составляет 300 м. Вертикальный угол сканирования при высоте рубок судов от 2 до 20 м должен быть не более 5°.

Для ИЛС определена чувствительность ФПУ. Произведена оценка различных шумовых токов фотоприёмника. Без учёта фоновых засветок пороговая мощность излучения для используемого ФПУ составляет \Упор ~

-П 4 2

6,3*10 Вт. При яркостях фона 10 Кд/м и более фоновые шумы начинают вносить заметный вклад в суммарный шумовой ток. Пороговая мощность

излучения с учетом фоновых засветок равна Wnop ~ 1,3*10 Вт. Применяемое ФПУ способно различать сигнал мощностью не ниже данной величины.

Перечисленные допустимые характеристики учитываются при разработке прибора и выборе элементной базы.

В третьей главе на основе изложенных выше требований, проведённых расчётов, выбранных схем построения и элементной базы представлены конкретные разработки визуального JTC с автономным питанием и ИЛС.

Макет визуального JIC действует следующим образом. Пьезоэлектрический дефлектор, управляемый электронным блоком управления, отклоняет луч лазера, который направляется на пьезодефлектор вспомогательным отклоняющим зеркалом. Для наведения ЛС на заданную точку пространства используется устройство наведения телескопического типа.

Предложен двухцветный J1C на основе твердотельных лазеров с зелёным и красным цветом излучения, что соответствует привычным для судоводителей огням.

Разработаны и изготовлены три варианта макетов визуального ЛС: два одноцветный и двухцветный; макет ИЛС. Особенно важно, что питание макетов осуществлялось не от сети, а от батарей. Для этого также было необходимо усовершенствовать отдельные блоки ЛС и выбрать режимы их работы.

Устройство управления пьезодефлекторами специально разработано для данного ЛС. Питание данного устройства от низковольтных батарей потребовало также разработки принципиально иного блока питания. Предложенная схема устройства управления, как показали измерения макета, потребляет 3 Вт против 50-100 Вт, расходуемых в сетевых установках. Также введён ряд дополнительных усовершенствований.

Разработанный ЛС "Анемон-2" имеет следующие технические характеристики: угловые размеры секторов сканирования - 0,5-4° (по азимуту), 0,5-3° (по углу места); пауза между циклами работы - 1-3 с; потребляемая мощность - 5 Вт; напряжение питания - 12 В.

Макет ИЛС был разработан на основе двух полупроводниковых лазеров (>.=675 нм). Питание, управление и модуляцию лазерного излучения обеспечивает блок модуляции. Излучение одного из пучков замодулировано синусоидальным сигналом с частотой 312,5 кГц, а второго 125 кГц..

Таким образом, обеспечиваются необходимые параметры системы: амплитудная мощность - 5-6 мВт; частота модуляции - 312,5 кГц и 125 кГц; напряжение питания - 12 В; потребляемая мощность - 5 Вт.

Судовая часть ИЛС состоит из фотоприёмного устройства, выполненного на основе фотоэлектронного умножителя ФЭУ-110. Питание фотоприёмного устройства осуществляется от сильноточного блока высоковольтного питания. Сигнал с выхода фотоприёмного устройства поступает на вход блока селективных усилителей, который имеет два выхода. В зависимости от частоты модуляции принимаемого фотоприёмным устройством сигнала, выходной сигнал в виде прямоугольного импульса, формируется либо на одном, либо на другом выходе блока. Для определения очерёдности прихода сигналов и измерения временного интервала между импульсами, формируемых на выходах прибора, служит блок коммутации и индикации. На лицевой панели блока индикации отображается информация о направлении и величине углового уклонения судна от осевой линии лазерного створа.

Основные характеристики приёмного устройства: точность определения углового местоположения объекта - 0,1°; рабочая зона угловых измерений - 5°; частота выдачи информации - 2,5 с; потребляемая мощность приёмного устройства - 20 Вт, питание от сети переменного тока.

Все макеты ЛС исследовались в лабораторных и натурных условиях.

В лабораторных условиях были определены основные характеристики систем. В том числе с помощью фильтров типа НС различной кратности оценена дальность действия приборов.

Также измерялся порог срабатывания ИЛС при различных значениях величины ослабления приходящих оптических сигналов. Кроме этого, проверялась работоспособность системы в различных частях рабочей зоны лазерного створа.

Измерения показали, что экспериментально полученные величины согласуются с произведёнными расчётами.

Натурные испытания макетов визуального и инструментального лазерного створа проведены на Пироговском рукаве Клязьминского водохранилища в июне-сентябре 1997 года. Наблюдения велись в различное время суток при различной освещённости. Цель испытаний - определение тактико-технических характеристик систем и выявление перспектив их применения.

Согласно методике испытаний, измерение расстояний уверенного наблюдения или приёма сигнала проводилось с борта испытательского судна в дневных (яркий солнечный и пасмурный дни) и в сумеречных условиях при значениях коэффициента пропускания атмосферы от 0,5 до 0,84 на км.

Полученные результаты измерений позволяют сделать вывод, что исследуемые системы имеют дальность действия не менее 4,5 км. Это

совпадает с оценочными расчётными результатами и результатами лабораторных испытаний (рисунок 3).

Дальность видимости огней лазерного створа днём.

коэффициент пропускания атмосферы на 1км, 1/км

——— Теоретическая зависимость.

♦ Результаты измерений.

Рисунок 3.

Точность ИЛС - 0,1°. Фоновые засветки не оказывали существенного влияния на уверенность регистрации сигналов.

Заметность, точность, простота в использовании, надёжность разработанных систем подтверждены командой испытательского судна и специалистами. Испытания позволили сделать оптимистический прогноз возможного использования лазерных створов.

В четвёртой главе рассматриваются экономические аспекты и перспективы применения лазерных створов на водном транспорте.

Исследованы возможности применения ЛНС, в том числе для: определения пространственных и угловых координат и скоростей движущихся объектов; проводки судов по криволинейным траекториям.

Сформулированы требования к навигационной системе на основе двух сканирующих лазерных маяков, обеспечивающей движение по криволинейной траектории. Рассмотрены основы построения такой системы.

Подробно рассмотрен вопрос безопасности эксплуатации ЛС. Следуя санитарным и гигиеническим нормативам, рассчитаны предельно допустимые уровни (ПДУ) облучения лазерным излучением. Проверено соответствие энергетической экспозиции значению ПДУ. Так ПДУ экспозиции для ЛС "Ансмон-2" для вторичных эффектов составляет Нв = 2.4*10"'' Дж/см2. Энергетическая экспозиция Н. Дж/м2 с учётом кумулятивною воздействия на зрение судоводителя определялась по формуле:

2 * Рл * Тг N

н =------------* I 1/(0....., + V * Т0 * п)2, (4)

аг * а„ п=0

где Рл - мощность излучения лазера, Вт; Тг - время горизонтального сканирования, с; аг - угол горизонтального сканирования, угл. мин.; а„ - угол вертикального сканирования, угл. мин.; Ощ^ - минимально допустимое расстояние до створа, м; V - скорость движения судна, м/с; Тс - период следования пар проблесков, с; п - число пар проблесков, наблюдаемых судоводителем.

Н ~ 2,7 * 10 6 Дж/см2, что существенно меньше ПДУ.

Следовательно, лазерный створ с указанными выше техническими характеристиками обеспечивает выполнение требований техники безопасности.

По результатам работы совместно с Научно-исследовательским институтом прецизионного приборостроения (НИИ! 111) Российского космического агентства разработан и изготовлен на производстве экспериментальный образец ЛС. Проведены его лабораторные и натурные испытания. Отмечено, что разработанный ЛС "Анемон" второго поколения получил положительные отзывы специалистов, и рассматриваются вопросы его использования на сложных участках водных путей.

Ориентировочно оценены также финансовые затраты. Снижение суммарной стоимости строительных конструкций и оборудования достигает 10-40% по сравнению с традиционными створами. Удельные эксплуатационные затраты на 1 км действия створов на обслуживание ЛС при дальности действия до 10 км примерно сопоставимы, а при дальности свыше 10 км меньше на обслуживание традиционных створов. Однако надо отмстить, что для обслуживания лазерных створов требуется дополнительное обучение персонала.

- 17В заключении сформулированы основные результаты и выводы диссертационной работы.

1. В результате расчётного сравнительного анализа лазерных и традиционных створов по основным характеристикам сделан вывод, что по дальности действия, точности проводки, энергопотреблению лазерные створы превосходят традиционные.

2. На основе проведённого всестороннего анализа современного состояния и уровня развития ЛС и определённых основных требований к ним выбраны принцип построения, оптимальные основные схемы и элементная база. Наиболее перспективным является ЛС на основе двух лазерных маяков, синхронно сканирующих навстречу друг другу.

3. Выбрана схема построения ИЛС с одно канальным ФПУ. Сигналы различаются частотами модуляции. Такая система обладает высокой помехозащищённостью.

4. Исследована возможность использования твердотельных и полупроводниковых лазеров для целей навигации. Определена минимальная частота следования импульсов для лазеров, работающих в импульсном режиме.

5. Проведены расчёты основных параметров и характеристик ЛС: угла и времени горизонтального сканирования, расстояния между маяками, дистанции минимального удаления судна от створа, угла вертикального сканирования (при различной высоте рубок судов), чувствительности ФПУ, дальности действия, допустимого бокового уклонения судна от оси створа.

6. Предложен двухцветный вариант ЛС на основе твердотельных лазеров с зелёным и красным цветом излучения. Выбраны наиболее подходящие для целей работы лазеры с учётом обеспечения максимальной дальности действия при безопасности для судоводителей и минимальном энергопотреблении. На их основе разработаны макеты ЛС.

7. Проведены лабораторные и натурные испытания. Полученные результаты измерений основных характеристик совпадают с расчётными значениями. Точность, надёжность, заметность, простота в использовании ЛС подтверждены командой испытательского судна и другими специалистами.

8. Исследованы возможности применения ЛС. Рассмотрены возможности построения системы, обеспечивающей движение по криволинейной траектории. Определены ситуации, когда использование ЛС особенно целесообразно: при проводке судов по узким фарватерам, при наличии фона береговых огней, при застроенности береговой зоны и т.д..

9. В результате рассмотрения вопросов безопасности эксплуатации сделан вывод, что ЛС "Анемон-2" соответствует нормативам по ПДУ

облучсния лазерным изучением и безопасен при работе.

10. Проанализированы экономические аспекты эксплуатации J1C. Суммарная стоимость строительных конструкций и оборудования ЛС ниже, чем традиционных створов.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах.

1. Савельев В.Г.. Александрова Н.В., Громов Ю.Н.. Шибаев В.В. Лазерные створы с автономным питанием для безопасной навигации на водном транспорте. - В кн.: Транстек-96. Тезисы докладов международного симпозиума, С-Пстсрбург, 1996. с. 51.

Savelicv V.G.. Alcxandrova N.V., Gromov Y.N., Shibaev V.V. Laser-based alignment (laser transit) - the version with battery sypply. - В кн.: Транстек-96. Тезисы докладов международного симпозиума, С-Петербург, 1996, с. 51.

2. Савельев В.Г., Громов Ю.Н., Шибаев В.В., Александрова Н.В. Исследование и расчёт визуальных лазерных средств управления транспортными объектами. - Заключительный отчёт/МГАВТ. № ГР 01.97.0004877. М., 1997, с. 8-22, 38-43.

3. Савельев В.Г., Громов Ю.Н., Шибаев В.В., Александрова Н.В. Исследование и разработка прецизионного оптического измерителя угловых координат движущихся объектов. - Заключительный отчёт/МГАВТ. № ГР 01.97.0004876. М., 1997, с. 9-19, 39-45, 53-55.

4. Александрова Н.В. Перспективы эксплуатации лазерных створов на сложных участках судового хода. - Тезисы докладов XIX научно-практической конференции профессорско-преподавательского состава, научных сотрудников и аспирантов МГАВТ. М., 1997, с. 16-17.

5. Савельев В.Г., Громов Ю.Н., Александрова Н.В., Шибаев В.В. Перспективы разработок лазерных инструментальных систем для управления транспортными объектами. - В кн.: Повышение эффективности судопропуска, работы судовых технических и радиолокационных систем и безопасности плавания. Сб. научн. трудов МГАВТ. М., 1999, с. 263-267.

Введение.

1. Вопросы повышения безопасности судоходства в стеснённых условиях плавания.

1.1. Анализ примеров аврийных ситуаций на водном транспорте.

1.2. Сравнительный анализ лазерных и традиционных створов.

1.3. Современное состояние и уровень развития лазерных створов.

2. Вопросы расчёта и проектирования лазерного створа типа "Анемон" второго поколения.

2.1. Основные требования к лазерным створам.

2.2. Схемы построения и состав визуального и инструментального лазерного створа.

2.3. Исследование возможности применения твердотельных и полупроводниковых лазеров для целей навигации.

2.4. Выбор элементной базы.

2.5. Расчёт основных параметров и характеристик лазерного створа.

3. Разработка и исследование образцов лазерного створа типа "Анемон" второго поколения.

3.1. Разработка макета визуального лазерного створа.

3.2. Разработка макета инструментального лазерного створа.

3.3. Испытания макетов лазерного створа.

Актуальность темы.

Водный транспорт является одним из важнейших элементов Единой транспортной системы России. Повышение эффективности и безопасности эксплуатации водных путей - первостепенная государственная задача. Особенно в сегодняшних условиях, когда становится возможной организация международных транспортных коридоров через территорию РФ и её территориальные воды.

В связи с этим появляется острая необходимость оборудования опасных участков судоходства, где требуется высокая точность и надёжность проводки судов, современными устройствами навигации.

Существующие традиционные навигационные средства не всегда удовлетворяют предъявленным требованиям в стеснённых условиях плавания. Использование лазеров для целей навигации позволяет успешно осуществлять проводку судов в данных условиях. Такие особенности лазерного излучения, как: резкое отличие лазерного огня от других; высокая направленность луча; сохранение контраста между яркостью прямого излучения и фоном рассеянного излучения на больших расстояниях, - обусловливают перспективность создания лазерных навигационных средств.

Следует отметить потенциально опасные ситуации, где применение лазерных навигационных систем особенно эффективно: проводка судов по каналам, по узким фарватерам, под мостами, при подходах к портам, в том числе при пониженной прозрачности атмосферы, наличии фона береговых огней, застроенности береговой зоны. Особенно необходимо оснащение таким навигационным оборудованием ответственных участков и портов ч вдоль Северного морского пути в связи с интенсификацией судоходства по арктическим морям в условиях полярной ночи и возможной эксплуатацией этого пути (как альтернативного имеющемуся) для транспортировки грузов из Азии и Америки в Европу.

Важно отметить, что лазерные системы могут обеспечить не только визуальное восприятие судоводителем навигационных огней, но и полуавтоматическое (инструментальное), или даже автоматическое управление судном (сигналы регистрирует фотоприёмное устройство и выдаёт информацию о положении судна или передаёт их на авторулевой). При этом возможно использование инфракрасного, невидимого глазом, излучения. В настоящее время среди лазерных навигационных систем более всего могут найти применение лазерные створы (ЛС), предназначенные для указания направления и границ судового хода.

Разработки в данной области ведутся в мире, начиная с 60-х годов. Однако, как показал анализ имеющихся патентных и других печатных материалов, разработанные системы обладают рядом достаточно существенных недостатков, что препятствует их применению в реальных условиях судоходства. Это в первую очередь использование только сетевого электропитания. А также: сложность технических решений, невысокая стабильность характеристик, высокое энергопотребление, значительные габариты и др.

Начиная с 1981 года, в МГАВТ ведутся исследования и разработки по созданию лазерных створов на основе двух маяков, синхронно сканирующих навстречу друг другу. В результате работ был создан первый в стране опытный промышленный образец лазерного створа "Анемон".

Однако в условиях постоянного совершенствования элементной базы (появление новых современных типов лазеров, других комплектующих и т.д.) и возрастающих требований к характеристикам навигационных приборов, "Анемон" нуждался в коренной модернизации. Требовалось разработать на его базе принципиально иной прибор с оптимальными характеристиками, способный работать в режиме автономного питания.

Цель работы.

Целью настоящей диссертационной работы является исследование путей создания и разработка визуальных и инструментальных лазерных створов (второе поколение ЛС типа "Анемон"), способных работать в автономном режиме, для обеспечения точности и надёжности проводки судов на сложных участках водных путей.

Для достижения поставленной цели требовалось решить следующие задачи:

- проанализировать современное состояние и уровень развития лазерных створов;

- провести расчётный сравнительный анализ лазерных и традиционных створов по основным характеристикам;

- исследовать возможности использования твердотельных и полупроводниковых лазеров для целей навигации;

- проанализировать и выбрать оптимальные схемы и элементную базу ЛС, рассчитать основные параметры и характеристики ЛС;

- исследовать и определить режимы работы блоков ЛС;

- разработать макеты визуального и инструментального лазерных створов;

- экспериментально исследовать макеты визуального и инструментального лазерных створов;

- оценить перспективы применения ЛС.

Методы исследования.

В работе использовались теоретические и экспериментальные методы исследования. Теоретические методы базировались на основе квантовой теории излучения, теории рассеяния света, статистической физики. Экспериментальные методы основывались на обработке данных, полученных в ходе лабораторных и натурных испытаний.

Достоверность и обоснованность научных положений, выводов, рекомендаций, изложенных в диссертации, обеспечены комплексным характером работы (аналитические, теоретические и экспериментальные исследования), а также сопоставлением и подтверждением теоретических расчётов и результатов, полученных в ходе экспериментов.

Научная новизна работы.

1. Исследована возможность использования твердотельных и полупроводниковых лазеров для целей навигации.

2. Теоретически обоснован выбор оптимальных основных схем и элементов лазерных створов.

3. Разработаны макеты визуального и инструментального лазерных створов с автономным питанием.

4. Экспериментально исследованы основные характеристики лазерных створов с автономным питанием.

На защиту выносятся:

• Результаты сравнительного анализа лазерных и традиционных створов.

ЛС.

• Результаты выбора оптимальных схем и элементов ЛС с автономным питанием.

• Результаты разработки макетов Л С с автономным питанием.

• Результаты экспериментального исследования основных характеристик ЛС с автономным питанием.

Практическая ценность и реализация результатов работы.

Практическая ценность работы состоит в следующем:

- разработаны ЛС новой конструкции с использованием современной элементной базы с автономным питанием, обеспечивающие повышение безопасности проводки судов;

- оценены перспективы применения ЛС.

Диссертация выполнялась в соответствии с планами основных научных работ МГАВТ, являлась составной частью НИОКР, включённой в президентскую федеральную целевую программу "Внутренние водные пути России". Её результаты вошли в два отчёта по научно-исследовательским темам, в которых автор являлся соисполнителем.

Разработанные варианты схем ЛС могут быть использованы для создания серийных навигационных систем, как для водного, так и для других видов транспорта.

Созданный по результатам работы экспериментальный образец визуального ЛС получил положительную оценку судоводителей и специалистов. Он рекомендован для дальнейших испытаний с целью последующего оснащения сложных участков водных путей.

Результаты работы могут использоваться Службой речного флота, Государственными бассейновыми управлениями водных путей и судоходства, морскими службами для повышения эффективности и безопасности судоходства.

Апробация работы.

Основные результаты докладывались на международном симпозиуме "Транстек-96" (С.-Петербург, 1996г.), на ежегодных научно-технических конференциях МГАВТ (1995-1999г.г.). Образец лазерного створа был представлен на международной выставке "Промтранс-2000" (Москва, 2000г.), на которой почётным дипломом была отмечена экспозиция МГАВТ.

Материалы диссертации используются в курсах "Общей физики", "Концепции современного естествознания" в МГАВТ, на кафедре "Судовождения и судоходных сооружений".

Публикации.

Материалы диссертации опубликованы в пяти печатных работах.

Структура и содержание диссертации.

Диссертация состоит из введения, четырёх глав, заключения, списка использованных источников, приложения.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах.

1. Савельев В.Г., Александрова Н.В., Громов Ю.Н., Шибаев В.В. Лазерные створы с автономным питанием для безопасной навигации на водном транспорте. - В кн.: Транстек-96. Тезисы докладов международного симпозиума, С-Петербург, 1996, с. 51.

Saveliev V.G., Alexandrova N.V., Gromov Y.N., Shibaev V.V. Laser-based alignment (laser transit) - the version with battery sypply. -В кн.: Транстек-96. Тезисы докладов международного симпозиума, С-Петербург, 1996, с. 51.

2. Савельев В.Г., Громов Ю.Н., Шибаев В.В., Александрова Н.В. Исследование и расчёт визуальных лазерных средств управления транспортными объектами. - Заключительный отчёт/МГАВТ. №ГР 01.97.0004877. М., 1997, с. 8-22, 38-43.

3. Савельев В.Г., Громов Ю.Н., Шибаев В.В., Александрова Н.В. Исследование и разработка прецизионного оптического измерителя угловых координат движущихся объектов. -Заключительный отчёт/МГАВТ. № ГР 01.97.0004876. М., 1997, с. 919, 39-45, 53-55.

4. Александрова Н.В. Перспективы эксплуатации лазерных створов на сложных участках судового хода. - Тезисы докладов XIX научно-практической конференции профессорско-преподавательского состава, научных сотрудников и аспирантов МГАВТ. М., 1997, с. 16-17.

5. Савельев В.Г., Громов Ю.Н., Александрова Н.В., Шибаев В.В. Перспективы разработок лазерных инструментальных систем для управления транспортными объектами. - В кн.: Повышение эффективности судопропуска, работы судовых технических и радиолокационных систем и безопасности плавания. Сб. научн. трудов МГАВТ. М., 1999, с. 263-267. ш.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате выполнения работы можно сделать следующие основные выводы.

1. В результате расчётного сравнительного анализа лазерных и традиционных створов по основным характеристикам сделан вывод, что по дальности действия, точности проводки, энергопотреблению лазерные створы превосходят традиционные.

2. На основе проведённого всестороннего анализа современного состояния и уровня развития ЛС и определённых основных требований к ним выбраны принцип построения, оптимальные основные схемы и элементная база. Наиболее перспективным является ЛС на основе двух лазерных маяков, синхронно сканирующих навстречу друг другу.

3. Выбрана схема построения ИЛС с одноканальным ФПУ. Сигналы различаются частотами модуляции. Такая система обладает высокой помехозащищённостью.

4. Исследована возможность использования твердотельных и полупроводниковых лазеров для целей навигации. Определена минимальная частота следования импульсов для лазеров, работающих в импульсном режиме.

5. Проведены расчёты основных параметров и характеристик ЛС: угла и времени горизонтального сканирования, расстояния между маяками, дистанции минимального удаления судна от створа, угла вертикального сканирования (при различной высоте рубок судов), чувствительности ФПУ, дальности действия, допустимого бокового уклонения судна от оси створа.

6. Предложен двухцветный вариант ЛС на основе твердотельных и полупроводниковых лазеров с зелёным и красным ш. цветом излучения. Выбраны наиболее подходящие для целей работы лазеры с учётом обеспечения максимальной дальности действия при безопасности для судоводителей и минимальном энергопотреблении. На их основе разработаны макеты ЛС.

7. Проведены лабораторные и натурные испытания. Полученные результаты измерений основных характеристик совпадают с расчётными значениями. Точность, надёжность, заметность, простота в использовании ЛС подтверждены командой испытательского судна и другими специалистами.

8. Исследованы возможности применения ЛС. Рассмотрены возможности построения системы, обеспечивающей движение по криволинейной траектории. Определены ситуации, когда использование ЛС особенно целесообразно: при проводке судов по узким фарватерам, при наличии фона береговых огней, при застроенности береговой зоны и т.д.

9. В результате рассмотрения вопросов безопасности эксплуатации сделан вывод, что ЛС "Анемон-2" соответствует нормативам по ПДУ облучения лазерным излучением и безопасен при работе.

10. Проанализированы экономические аспекты эксплуатации ЛС. Суммарная стоимость строительных конструкций и оборудования ЛС ниже, чем традиционных створов.

1. Третьяк А.Г., Козырь Л.А. Практика управления морским судном. М.: Транспорт, 1988. - 112с.

2. Зуев В.Е., Пересыпкин В.И., Фадеев В.Я., Калошин Г.А., Константинов P.C. Лазерные устройства для обеспечения судовождения. Новосибирск: Наука, 1985. - 125 с.

3. Потапов C.B., Анисин П.А. Судоходная обстановка ВВП. -С-П.: Судостроение, 1994. 67с.

4. Отчётные материалы Государственной речной судоходной инспекции РФ. М., 1995. - 105 с.

5. Удачин B.C., Шереметьев Ю.Н. Навигационные знаки и огни, судовая сигнализация: справочное пособие. М.: 1988. - 255 с.

6. ГОСТ 26600-85 Знаки и огни навигационные внутренних водных путей.

7. Инструкция по навигационному оборудованию (ИНО-89). -Л.: ГУНиО, 1990.

8. Фольб Р.Л. Основы визуальной проблесковой сигнализации. М.: Машиностроение, 1964. - 100 с.

9. Шмерлинг И.Е., Белова Л.Т., Орлович К.С., Флегонтов Б.К. Навигационное оборудование внутренних водных путей. М.: Транспорт, 1984. - 247 с.

10. Мешков В.В. Основы светотехники. М.: Энергия, 1979.368 с.

11. Забелина И.А. Расчёт видимости звёзд и далёких огней. -Л.: Машиностроение, 1978. 183 с.

12. Луизов A.B., Травникова Н.П. Пороговый блеск в зависимости от яркости фона. ОМП, №12, 1975. - с.3-5.1.

13. Томсон B.B. Навигационное створное оборудование. -М.: Транспорт, 1985.

14. Луизов A.B. Цвет и свет. М.: Энергоатомиздат, 1989.256с.

15. Англомация-2: информационный отчёт. М.: МГАВТ,1993.

16. Луизов A.B. Глаз и свет. М.: Энергоатомиздат, 1983.144с.

17. Иидзима Ю. Лазер и его применение в навигации,- "Нихон кокай гаккай", №32, 1965. с. 1-6. (Перевод 63733/7 М., 1968.)

18. Афанасьев В.М., Исаев A.A., Симонова Г.А., Степанов В.А. Опорные системы для морского флота. М.: ЦНИИ "Электроника", 1980. - 21с.

19. Laser Lighthaus. Elektrotech. 1969, v. 84, №1, p.45.

20. Пат. 1346852 (Австралия), F 21Q.

21. Ермолаев Г., Мурзин Л. "Лазерные створы", Морской флот, 1971,№2, с 24.

22. Лазерный маяк в действии, Морской флот, 1972, №11, с62.

23. Ахмадулин Ф.А., Калошин Г.А., Фадеев В.Я. Устройство для световой сигнализации при ориентировании движущихся объектов. A.c. 714928 (СССР), 1978.

24. Желудков В.М., Преснов В.А., Фадеев В.Я. Световой маяк. A.c. 760593 (СССР), 1978.

25. Бережной И.А. Лазерная система посадки самолётов "Глиссада". "Квантовая электроника", т.5, №6, 1978. - с.1399-1400.

26. Чуба А. "Глиссада" ведёт судно. Советский Союз, №10, 1979, с. 18.

27. Савельев В.Г., Цупин А.А. Лазерные навигационные средства. М.: ЦБНТИ Минречфлота, 1981. - 26 с.

28. Зуев В.Е., Фадеев В.Я. "Лазерные навигационные устройства", М. Радио и связь, 1987, 160 с.

29. Laser Elektronics Pty. Ltd. Аэронавигационный маяк. Пат. 2141472 (Франция), МКИ F 21 Q 3/00.

30. Токахаси Кодзи, Ито Сёдзи Метод позицирования судов. -Пат. 50-10158 (Япония), МКИ G 01 S 9/66/.

31. Зуев В.Е., Фадеев В.Я., Ошлаков В.Г. Способ определения местоположения судна. А.с. 683364 (СССР), 1978.

32. Dutch considering lasers for guiding vessels into busy port of Rotterdam. Laser Fokus, v. 7, №10,1971. - p.32.

33. Lasers get survey applications from Decea. Elektronics Weekly, №602,1972. - p.32.

34. Laser Focus Buyers Guide, 1979. p.l 18.

35. Иванищев В.И. "Лазерные приборы для навигационного оборудования морских каналов", Морской флот, №10, 1977. - с.30.

36. Gasper N. Y. Laser Navigatioanl. Пат. 3370269 (США).

37. Стафеев A.M., Койчев Ц.К., Селезнёв B.C. Лазерное створное устройство для проводки движущихся объектов. А.с. 1117943 (СССР), 1982.

38. Способ определения координат объекта с помощью излучения. Пат. 1605181 (Франция), МКИ G 01 S .

39. Cornillaut J. Способ и система для проводки. Пат. 2050948 (Франция), МКИ G 01 S 1/00.

40. Rutkowski S., Skiba С. Система навигационного ограждения прямолинейного подходного пути в порт. Пат. 107366 (Польша), МКИ В 63 В 49/00.

41. Койчев Ц.К. Повышение навигационной обеспеченности порта Варна с помощью лазерных навигационных систем. Дисс. к.т.н. - Одесса: ОВИМУ, 1982.

42. Бережной С.Е. Лазерные навигационные системы для проводки судов по каналам и фарватерам. Дисс. к.т.н. - Одесса: ОВИМУ, 1990.-210с.

43. Navigation system. Пат. 3784968 (США).

44. Ахмадулин Ф.А., Дахновский Р.Г., Калошин Г.А., Фадеев В.Я. Способ ориентирования движущихся объектов. A.c. 726797 (СССР), 1978.

45. Device tracks moving objects. "Offshore", 44 №4, 1984.

46. LED light for navigation lanterns. "Dock end Harbour Auth."? 67 №788, 1987.

47. Данилов А.П., Громов Ю.Н., Евтеев А.П., Рожанец A.B., Савельев В.Г. Оптическая система проводки судов. A.c. 1.420.816. (СССР), 1987.

48. Цупин A.A. Лазерные навигационные системы для водного транспорта. Дисс. к.т.н. - М.: МФТИ, 1985. - 220с.

49. Woelky О. Anordnung zur optischen Leitsrahllenkung von Schiffen. Пат. 1.274.358 (ФРГ).

50. Navigational beacon / IBM Corp. Пат. 1.179.824 (Великобритания).

51. Vanchy J.-M., Voiront G. Dispositif a faiscean laser pour la localisation en divection d'un mobile. Пат. 2.258.635 (Франция).

52. Method of determining of the floating construction position / Hitachi densen K.K. Пат. 52-37.788 (Япония).

53. Черешанский В.А., Калошин Г.А., Фадеев В.Я. и др. Устройство для определения положения самолёта при посадке. А.с. 849900 (СССР), 1979 год.

54. РаИгепШок 8. Система для определения места судов на внутренних водных путях. Пат. 3305119 (ФРГ), МКИ О 01 Б 5/00.

55. Комацу К. Устройство для определения текущего положения судна. Пат. 58-23903 (Япония), МКИ 0 01 8 5/16.

56. Исследование возможности эксплуатации на водных путях лазерных створов. Отчёт о НИР, шифр темы ХШ/ф-367, №ГР 01.84.0045678, М.: МИИВТ, 1984.

57. Разработка лазерных створов для водных путей. Отчёт об ОКР, шифр темы УШ-2.5/ф-428, №ГР 01.85.0051498, М.: МИИВТ, 1988.

58. Создание инструментальных навигационных систем на основе лазерного створа. Итоговый отчёт, шифр темы ХШ/Ф-402, №ГР 01.85.00514999, М.: МИИВТ, 1986.

59. Громов Ю.Н., Савельев В.Г., Шмерлинг И.Е., Цупин А.А. Эксплуатационные испытания лазерного створа в навигацию 1983 года. В кн. Повышение надёжности и эффективности технических средств речного транспорта, М.: ЦБНТИ Минречфлота, 1985.

60. Громов Ю.Н., Савельев В.Г., Цупин А.А., Лазерный створный маяк с фотоэлектрическим приёмом излучения. В кн. Повышение эффективности и надёжности технических средств речного транспорта. Сб. научн. трудов МИИВТа. М., 1985. - с. 118124.

61. Санитарные нормы и правила устройства и эксплуатации лазеров №2392. М.: Минздрав, 1982. - 23с.ш.

62. Ивандиков Я.М. Оптические приборы наведения и ориентации космических аппаратов. М.: Машиностроение, 1979. -208с.

63. Климкоь Ю.М. Основы расчёта оптико-электронных приборов с лазерами. М.: Советское радио, 1978. - 81с.

64. Справочник по лазерам / Под ред. Прохорова A.M. в 2-х томах, т.1. М.: Советское радио, 1978. - 504с.

65. Звелто О. Физика лазеров. М.: Мир, 1979. - 373с.

66. Ищенко Е.Ф., Климков Ю.М. Оптические квантовые генераторы. М.: Советское радио, 1968. - 472с.

67. Богданкевич О.В., Дарзнек С.А., Елисеев П.Г. Полупроводниковые лазеры. М.: Наука, 1976. - 416с.

68. Ребрин Ю.К. Управление оптическим лучом в пространстве. М.: Советское радио, 1977. - 336с.

69. Мустель Е.Р., Парыгин В.Н. Методы модуляции и сканирования света. М.: Наука, 1970. - 296 с.

70. Росс М. Лазерные приёмники,- М.: Мир, 1969. 520с.

71. Люиселл У. Излучение и шумы в квантовой электронике. -М.: Наука, 1972.-400с.

72. Применения лазеров / Под ред. Тычинского В.П. М.: Мир, 1974.-445с.

73. Цупин A.A., Шерстнёв A.B. Расчёт лазерной навигационной системы для движения судов по криволинейным фарватерам. М.: МИИВТ, 1987.

74. ГОСТ 12.1.040-83 ССБТ. Лазерная безопасность. Общие положения.

75. ГОСТ 12.1.031-81 ССБТ. Лазеры. Методы дозиметрического контроля лазерного излучения.т